【正文】 機，對促進我國汽車清洗美容、汽車保養(yǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將具有重要的現(xiàn)實意義。這種洗車方法不僅存在損傷車身油漆，降低車身漆面光潔程度的缺點，而且會造成浪費水資源和污染環(huán)境的惡果。高壓水槍清洗速度快、效果好；但高壓水槍壓力大，容易對車漆造成損害：噴淋式全自動汽車清洗機設計 2 高壓水柱的噴淋會改變空調(diào)冷凝器散熱的方向，導致空調(diào)制冷失靈；會直 接導致車燈膠條密封不良，影響車燈的正常工作，產(chǎn)生危險；會使密封不是很嚴的汽車側(cè)門玻璃進水，銹蝕金屬件，造成電線短路；劣質(zhì)洗滌 液 會降低車漆的亮度；洗后用毛巾多次擦拭會使車身增加劃痕。其具有節(jié)水、節(jié)能的特點。 無水洗 車 ：無水洗車是先用撣子撣去車身表面浮土，再用無水洗車液進行汽車消洗的一種新型環(huán)保洗 車 方式。 無刷毛 自 動洗車機：采用高速水刀噴出的高壓力水霧從上往下清洗汽車，灰塵沖掉后，自動泡沫噴頭噴淋，然后用高壓清水進行清洗。 全自動電腦洗車機：電腦洗車機是利用電腦控制毛刷和高壓水槍來清洗汽車的一種設備。它可通過編制多種洗車程序來完成不同要求地洗車效果。 洗車方法是只有這 幾種，但是汽車清洗是近幾年才在我國逐漸發(fā)展起來的，所以相關(guān)的行業(yè)標準不是十分完備，對環(huán)保、設備、管理等方面也沒有明確的規(guī)定和要求，所以我國的洗車方式還是比較原始。所以必須要用環(huán)保的、科學的洗車方式，要用新的理念、方法來管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競爭力，才能使中國的洗車行業(yè)健康的發(fā)展。兩者的不同就是前者是汽車移動，設備固定；后者是汽車固定，部分設備移動。而兩者的清洗順序是相同的：高壓噴淋、清洗液清洗、毛刷刷洗、液體打蠟、強力風干。高壓噴淋 清洗液清洗 毛刷刷洗 液體打蠟 強力風干 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 3 汽車清洗機作為洗車工作必不可少的設備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對節(jié)水和環(huán)境保護的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。在控制部分，應用傳感器和可編程序控制器技術(shù)，對汽車清洗機 PLC 控制系統(tǒng)進行了硬件設計 ，實現(xiàn)了汽車清洗機的傳動和控制要求，滿足了環(huán)保、高效、可靠和低成本的要求。本課題研究的主要內(nèi)容有： 噴淋式全自動汽車清洗機的總體方案設計 噴淋式全自動汽車清洗機液壓 系統(tǒng)設計 噴淋式全自動汽車清洗機電氣系統(tǒng)設計 噴淋式全自動汽車清洗機控制系統(tǒng)硬件設計 噴淋式全自動汽車清洗機 水循環(huán)處理系統(tǒng)設計 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 第 2 章 噴淋式自動汽車清洗機總體方案設計 噴淋式自動汽車清洗機的設計依據(jù) 清洗機的功能要求 現(xiàn)今，在我國洗車行業(yè)清洗的車型主要包括轎車、小型面包車等小型車輛。因此本課題設計所設計的清洗機清洗的車型主要是轎車等小型車輛。而汽車底盤經(jīng)常會受到極大的腐蝕，如不清洗就會影響底盤的壽命。 但是并非所有的客戶都會要求打蠟，所以本課題設計的清洗機應該滿足客戶的不同需求，這三種需求分為：標準清洗、標準清洗且打蠟、打蠟清洗。另外，由于汽車清洗機的工作環(huán)境較潮濕，機件容易被腐蝕，因此本課題設計設計的清洗機應耐腐蝕。結(jié)合當前轎車、小型面包車的外形尺寸，可確定全自動洗車機的洗車高度為 ，洗車機的寬度為 。頂刷用于仿形清洗車頂。小側(cè)刷用于清洗汽車側(cè)面靠下部位。 有些設計方案中，另配備有輪刷，但用小側(cè)刷一樣也可以達到輪轂清洗的要求，且有輪刷會增加洗車機的復雜程度和控制要求，降低了整機的可靠性，增加了設備成本，降低了洗車機的市場競爭力。所以有必要建立一個坐標系，以汽車前進方向為X 軸，以與輪軸平行方向為 Y 軸，以垂直地面方向為 Z 軸。 頂刷刷洗結(jié)構(gòu)由定位機構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成。頂刷定位機構(gòu)以一支汽缸作為驅(qū)動源， 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 5 其運行通過控制電磁閥來實現(xiàn)，同時由于機架運 行狀態(tài)要受頂刷位置的影響，為保證運行的安全 .頂刷原位設計安裝一支定位接近開關(guān)，以判定頂刷是否 回 位。它的運動可分解為沿車身的運動和自身繞中心軸轉(zhuǎn)動。 X 軸方向運動靠機架運動來實現(xiàn)，初始位置應保持在整機兩側(cè)。刷子轉(zhuǎn)動由兩臺交流異步電動機作為驅(qū)動源，且需要對刷子轉(zhuǎn)動通過對兩個交流接觸器的控制來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，大側(cè)刷定位機構(gòu)以兩支汽缸作為驅(qū)動源，汽缸的狀態(tài)通過控制電磁閥來實現(xiàn)，同時大側(cè)刷要進行原位，中間位置和與車頭、車尾相碰位置的識別，這些位置識別則通過四個接近開關(guān)和兩個行程開關(guān)來實現(xiàn)。它的運動可分解為 Y軸方向上的運動分量和自身繞中心軸旋轉(zhuǎn)。初始位置應保持在整機的兩側(cè)。刷子轉(zhuǎn)動由兩臺交流異步電動機作為驅(qū)動源，不需要對刷子進行止反轉(zhuǎn)控制。 吹干系統(tǒng)分析與設計 吹干系統(tǒng)的作用是清洗后將車身上的水采用強力吹干，而吹干的效果與出風口距車身距離有很大的關(guān)系，因此，吹干系統(tǒng)出口的仿形要求較頂刷更嚴格。為實現(xiàn)仿形要求和安全吹干，應設計光電防護和接觸防護功能。 吹干系統(tǒng)包括風管運行機構(gòu)和吹風系統(tǒng)，吹風系統(tǒng)由兩臺風機和相應管路組成。風管運行機構(gòu)以一支汽缸作為驅(qū)動源，其運行通過控制電磁閥來實現(xiàn)，但由于吹干效果受風管仿形效果影響很大，加上風管堅硬，一旦與車體接觸易造成汽車外觀的損傷，因此設計風管吹風 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 7 定位光電開關(guān)和風管定位安全接近開關(guān)來保證風管位置的精確識別。 適用車型 轎車 設備尺寸（ mm） 6000(長 )*3500（寬） *2300(高 ) 軌道長度（ mm） 7000 汽車尺寸（ mm） 5000（長） *2100（寬含后視鏡） *1800（高） 清洗方式 水洗、打蠟、風干 汽車能力（輛 /小時） 12 設備配置 頂刷 1 支、大側(cè)刷 2 支、小側(cè)刷 2 支、底盤清洗架 1 組 汽車清洗機的運動順序 汽 車 ?？康杰囄?； 洗車機啟動 并 開始移動 ； 特制高壓噴頭噴水沖掉車體上 (包括底盤 )的泥沙等附著物 ； 各個 刷子 開始 清洗車輛的表面 ； 該步的具體過程如一下 ： 洗車機五支車刷開始轉(zhuǎn)動，頂刷向 下運動， 大側(cè)刷沿導軌向中間移動到 目 標位置，當它在整機的帶動 下 接觸到車后端時，洗車機停 止 運動，同時頂刷和小側(cè)刷到位，開始 清 洗，此過程為清洗車的前端。 上面過程結(jié)束后，洗車機停止運動，同時，頂刷和小側(cè)刷也復位，大側(cè)刷沿導軌向中間運動直到 目 標位置，然后， 頂 刷和小側(cè)刷也到達目標位置，此 過程為清洗車的后端。 汽車清洗機設備硬件的選擇 根據(jù)對洗車機控制要求的研究 , 在電氣控制部分主要解決兩個問題 : 1) 對車頭、車尾、頂部和兩側(cè)的檢測 。 噴淋式全自動汽車清洗機設計 8 1) 第一個問題也就是解決車輛定位的問題 , 決定控制各機構(gòu)什么時候動 , 什么時候停 , 我們采取的車輛定位方式是 : 水平定位采用在洗車架中部上安裝兩對光電傳感器 ( A A’ 和 B B ’ ) 來實現(xiàn)。 通過光電傳感器 A A’ 來對車頭進行檢測 , B B’ 對車尾進行檢測 , 在清洗車頭的過程中 , 通過定時的方式來讓過倒車鏡。電流傳感器檢測刷子旋轉(zhuǎn)時的工作電流 , 通過現(xiàn)場調(diào)節(jié) , 確定刷子與車身的最佳距離。 同時 , 如果在 PLC 上選擇模擬量輸入模塊 , 還可以對數(shù)據(jù)的采集對象 (刷子的旋轉(zhuǎn)電機 ) 進行建模 , 對輸入量進行數(shù)字化處理 , 從而消除由于電機等模擬器件的參數(shù)不穩(wěn)定造成的影響。當泵的壓力和流量等參數(shù)確定以后，與之相匹配的噴嘴孔徑就能確定下來： qd p?? 式中： d 為噴嘴小孔出口截面直徑， mm ； q 為泵的流量， L/min ； u 為流體的流量系數(shù)； P 為泵的額定壓力， M P a ． 以上討論的只是單孔噴嘴的孔徑計算，實際應用中以多孔噴嘴為主，在這種情況下，多孔噴嘴的孔徑計算應以單孔噴嘴的孔徑為當量直徑，如果 d 為單孔噴嘴的孔徑， d ’為多孔噴嘴的孔徑，則它們之間的關(guān)系為 2239。 噴嘴的形式 噴嘴按工作孔數(shù)分為單孔噴嘴和多孔噴嘴；按射流形狀分為實心錐形噴嘴、 空心錐形噴嘴、扇形噴嘴；按工作狀態(tài)分為固 定噴嘴、二維旋轉(zhuǎn)噴嘴、三維旋轉(zhuǎn) 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 9 噴嘴。單孔身前噴嘴只有一孔所有水射流的能量集中，能夠增強打擊力，用于清洗管程短的管道。一孔向前多孔向后噴嘴中心孔用于疏通被堵塞的管道，向后噴孔產(chǎn)生反作用力，利用水射流的反沖力，使噴嘴不需要人工向前送 ，就可以和軟管沿著管道自進。 該噴嘴的基本特征是 a= o13 ， /ld=2～ 4 噴淋式全自動汽車清洗機設計 10 第 3 章 自動清洗機液壓系統(tǒng)的設計 液壓系統(tǒng)設計方案 如圖 31 所示 , 其工作過程及工作特點為 : 啟動齒輪泵及空壓機電機 , 打開電磁換向閥 4 開始對車輛進行水沖洗 , 去除灰塵和泥漬 , 完成后關(guān)閉電磁換向閥 4, 然后電磁換向閥 電磁換向閥 2 和電磁換向閥 3 打開 , 開始對車輛進行洗滌劑泡沫清洗 , 然后頂刷、大側(cè)刷、小側(cè)刷開始刷洗工作。泡沫清洗使洗滌液充分發(fā)揮作用 , 清洗效果較好 , 節(jié)約了水資源 。 在泡沫發(fā)生器系統(tǒng)中 , 安裝有壓力調(diào)節(jié)閥和流量控制閥 , 可根據(jù)實際情況調(diào)出適當?shù)臍庖罕壤?, 產(chǎn)生豐富泡沫 , 使清洗效果最佳。 流量 :10~15L/min, 由 P1372 選擇 CNY1A 。 管路元件選擇與連接 空壓機 電磁換向閥 1 壓力調(diào)節(jié)閥 氣動泵 電磁換向閥 2 流量控制閥 電磁換向閥 5 液壓泵 溢流閥 電磁換向閥 4 泡沫發(fā)生器 電磁換向閥 3 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2020 11 根據(jù)軟管的選擇及設計中應注意事項 P646, 內(nèi)徑 d≥ 1129(Q/v)1/2mm, 選擇 v=, 氣動隔膜泵的液體流量為 。 噴水部分單層鋼絲膠管內(nèi)徑 d2≥ 1129(*)1/2=21mm, 則根據(jù)通用管子的內(nèi)徑及齒輪泵和氣動隔膜泵的進出口直徑選擇 : d1=10mm d2=25mm 根據(jù) P1799~P1902 選擇擴口式管 接頭 , 其型號為 88(mm)。在泡沫發(fā)生器前后等相關(guān)回路中都需要兩位兩通的換向閥 , 以控制管路的通斷 , 根據(jù) P883 選取聯(lián)合設計電磁換向閥 , 型號為 : 22DH H10B Z。 根據(jù) P782~P783調(diào)壓閥與單向閥連接 , 相關(guān)管接頭螺紋直徑為 10mm 故選擇 QTY 8 型調(diào)壓閥。 空氣壓縮機 根據(jù)氣動系統(tǒng)所需要的最高工作壓力 ( 缸筒內(nèi)最高壓力為 , 液壓泵輸出基液壓力為 ) 和輸出流量 ( ～ ) 兩個參數(shù) , 由P78 選取選擇 , 其指 定的潤滑油是 : 回轉(zhuǎn)壓縮機油 N100(GB5904 86),壓縮機油 HS13 (SY1216 77), 汽輪機油 HQB 10(485 84),高速柴油機油 HC 11(GB5323 85)。選用硬管線前裝有 WJ/XP 00B 型旋轉(zhuǎn)噴頭 , 旋轉(zhuǎn)噴頭與固定噴頭比較 , 清洗效率可提高 1 倍。 鋼筒兩端均用法蘭聯(lián)結(jié) , 鋼筒上安裝壓力表以讀取其內(nèi)部工噴淋式全自動汽車清洗機設計 12 作壓力。 1C —缸筒外徑公差余量 , m。 當泡沫發(fā)生器缸筒的壁厚? 與內(nèi)徑 D 之比不大于 時 ,可將其看作薄壁缸來計算 0? : ? ? ? ?0 m a x /2 bPD n? ? ???? 式中 : maxP —缸筒內(nèi)最高工作壓力 MPa。 ??? —缸筒材料的許用拉應力 , MPa。 n—安全系數(shù) , 一般取 n=5。將 b? 、 ? 、 maxP 代入上式 , 得 0 3 / 2 * 540 / 5 ? ?? 由此式可知 : 當缸筒材料選